Automatisiertes Teilemanagement

Wiederverwendung von Bauteilen

Viele Maschinen- und Anlagenbauer erleiden wegen unübersichtlicher Datenbestände Kostennachteile. Um dem entgegen zu steuern, vollbringt ein effizientes Teilemanagement einen heiklen Balanceakt: Konstrukteure zu mehr Wiederverwendung anzuleiten, ohne sie mit zusätzlichem Verwaltungsaufwand zu belasten. Automatisierte Prozesse für die Strukturierung und Pflege von Konstruktionsdaten sowie anwenderorientierte Suchmöglichkeiten stellen dabei wichtige Hilfsmittel dar.

Bild: Simus Systems

Erfolgreiches Teilemanagement dient vor allem einem Ziel: Mittels konsequenter Wiederverwendung in der unternehmenseigenen Produktentwicklung ihre Kosten reduzieren. Denn jedes neu angelegte Bauteil führt, neben der nötigen Konstruktionsleistung, zu weiterem Aufwand im Unternehmen, etwa um Berechnungen durchzuführen oder NC-Programme zu erstellen. Bei Doppeleinträgen von CAD-Modellen schmerzen dann nicht nur die zusätzlichen Verwaltungskosten, sondern auch die vermeidbaren Nachteile in Lagerhaltung und Ersatzteildienst.

Der Konstrukteur steht im Mittelpunkt

Im Zentrum der Wiederverwendung von eigenentwickelten Modellen stehen die Konstrukteure: Um vorhandene Teile in neue Anwendungen zu integrieren, müssen sie in der Datenbank nach passenden oder ähnlichen Teilen effizient suchen können und andererseits neu konstruierte Bauteile so beschreiben, dass diese wiederum für zukünftige Zwecke auffindbar bleiben. Jede Strategie zur Wiederverwendung ist daher nur so erfolgreich, wie es die Qualität der Konstruktionsdaten zulässt. Bei sehr großen Datenbeständen erschweren häufig uneinheitliche Benennungen oder nicht beschriebene Merkmale eine effiziente Suche nach Bauteilen. In der Folge benötigt ein Konstrukteur oftmals länger das passende Bauteil zu finden, als es neu zu entwickeln. Dieses individuell gesehen vermeintlich effiziente Vorgehen führt gerade zu Doppeleinträgen und einer unnötig großen Teilevielfalt.

Zentrale Faktoren für die Wiederverwendungsrate

Teilemanagement wird umso effizienter, je bessere Hilfsmittel die Konstrukteure für ihre Arbeit erhalten. Die Wiederverwendungsrate bestimmen vor allem drei Faktoren: Das System, das Bauteildaten strukturiert, die Stringenz der Informationspflege im System sowie die Art und Weise, wie Konstrukteure im Unternehmen nach diesen Daten suchen und sie finden. Das Karlsruher Unternehmen Simus Systems bietet Unternehmen mit seiner Produktfamilie Simus Classmate dafür einen umfassenden Optimierungsservice. Im Mittelpunkt stehen der Aufbau einer firmenspezifischen Klassifikation als Ordnungsstruktur und die selbsttätige Aufbereitung von Datenbeständen jeglicher Größe. Dazu zählen die Vereinheitlichung sowie Konsolidierung jedes Datensatzes, beispielsweise indem fehlende Merkmalausprägungen ergänzt werden.

Darauf aufbauend unterstützt eine anwenderorientierte Suchmaschine, mit der sich unter anderem unterschiedliche Recherchestrategien kombinieren lassen, die effiziente und vor allem rasche Bauteilwiederverwendung. Denn um eine geordnete Datenlandschaft zu erhalten, müssen die Informationen einheitlich strukturiert sein, etwa in einem Klassensystem. Große Datenbestände manuell zu bearbeiten, benötigt viel Zeit und Aufwand und hat daher oftmals ökonomisch keinen Sinn. Eine regelbasierte Harmonisierung durch spezialisierte Softwarewerkzeuge analysiert hingegen automatisch die vorhandenen Stamm- und Konstruktionsdaten und bereitet diese auf. Das Ergebnis ist eine strukturierte CAD-Datenbank mit einheitlichen Merkmalen. Unnötige Artikel, weil als Doppeleintrag angelegt, können schnell identifiziert werden. Bei der Aufbereitung werden Datenbestände jeder Größe erfasst.

Klassenstruktur, Merkmalbeschreibungen und Vorschaubilder unterstützen eine schnelle Identifikation selbst komplexer Bauteile. Bild: Simus Systems

Mechanismen für höhere Datenqualität

Ökonomisch lohnt sich dieses Vorgehen ab etwa 10.000 Artikeln, ab diesem Datenvolumen wird eine manuelle Bearbeitung zunehmend ineffizient. Das Zielsystem für die Klassifikation kann dabei beliebig vorgegeben werden, beispielsweise ein führendes Enterprise Resource Planning-System (ERP). Die Pflege von Klassifikation und Sachmerkmalleisten erfolgt dabei ebenfalls automatisiert.

Ein sinnvolles Teilemanagement beachtet zudem zukünftige Entwicklungen: Jedes neu konstruierte Bauteil muss beschrieben und eingeordnet werden. Je stringenter Bauteile nach relevanten Merkmalen klassifiziert werden, desto konsistenter wird der Datenbestand. Die Wahrscheinlichkeit für Mehrfacheinträge sinkt. Softwaregesteuerte Prozesse entlasten so die Konstrukteure bei der Datenpflege und sichern ein nachhaltiges und hochwertiges Qualitätsniveau des Datenbestandes.

Direkt in den gängigen CAD-Lösungen analysiert eine Software unabhängig von der angewandten Modellierungsmethodik die 3D-Flächenmodelle. Sie erkennt deren Geometrie- und Metadaten und pflegt sie im Anschluss in den Klassifizierungsbaum ein. Ebenso vollautomatisch werden Merkmalswerte in die Sachmerkmalleiste eingetragen. Die Konstrukteure können so entwickeln anstatt Stammdaten zu pflegen.

Leichter pflegen und schneller finden

Neben der Datenqualität beeinflusst der Zugriff auf Informationen die Wiederverwendungsrate. Die textuellen Suchmöglichkeiten eines ERP-Systems reichen oft nicht aus, Elemente in komplexen Datenbanken eindeutig zu identifizieren. Konstrukteure benötigen aber eine für ihre Zwecke optimierte Sichtweise auf Stammdaten sowie eine Vielzahl kombinierbarer Recherchestrategien, einschließlich einer geometrischen Ähnlichkeitssuche.

Bei der Klassifikation werden dazu in jedem Datensatz 2D- und 3D-Bilddateien der CAD-Modelle verankert, welche die Suchmaschine in einem Vorschaufenster angezeigt. Verschiedene Ansichten, wie eine perspektivische Projektion oder eine Gitterdarstellung des CAD-Modells, unterstützen die Identifikation der Bauteile. Zusätzlich können Komponenten anhand einer Skizze gesucht werden. Das in der Software hinterlegte geometrische Regelwerk erkennt Formen und schlägt infrage kommende Bauteile aus der Datenbank vor.

Darüber hinaus erlauben die Klassifikationsparameter merkmalbasierte Suchen innerhalb einer Klasse sowie klassenübergreifend. Auch eine Kombination von Ansätzen aus merkmalbasierter Suche und geometrischer Ähnlichkeit ist möglich. Bei ähnlichen Teilen lassen sich die Datensätze vergleichen und Unterschiede farblich hervorheben. Durch diese Verbindung dieser Recherchestrategien lassen sich zahlreiche Anwendungsfälle und Suchszenarien abdecken. Zusätzlich lassen sich im System etwa Vorzugselemente definieren, um bestimmte Bauteile aus Kosten-Nutzen-Aspekten oder wegen bereits dokumentierter Qualitätsprüfungen favorisiert in Projekte einzubauen.

Ressourcen in der Entwicklung schonen

Dieser Dreiklang an Hilfsmitteln entlastet Konstrukteure von ungeliebten Routineaufgaben und kann so helfen, unternehmensweit Prozesskosten zu senken. Denn ein optimierter Datenbestand für eine bessere Wiederverwendungsrate sowie ein automatisierter Pflegeprozess tragen dazu bei, die vorhandene Teilevielfalt auf das Nötige zu reduzieren und deren zukünftiges Anwachsen zu minimieren. Mit geringeren Verwaltungskosten entlang der gesamten Supply Chain können Unternehmen teils erhebliche Einsparungen erzielen. Zudem lässt sich durch eliminierte Dubletten die Ressourcenbindung reduzieren, wenn mit Ende der Lebenszyklen immer mehr Bauteile aus dem System fallen.

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